CN102922179B - 锡铋低温锡丝用无卤素助焊剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锡铋低温锡丝用无卤素助焊剂，其由以下按所述助焊剂总重量百分比计的各组分组成：3~5%苯二酸类活化剂、1~2%咔唑类活性增强剂、0.5~1.0%醇胺类缓蚀剂、5~10%树脂软化剂和余量树脂；其中树脂为聚酰胺树脂、全氢化松香树脂和改性松香树脂中的至少一种。本发明选用苯二酸类活化剂和咔唑类活性增强剂相互配合，使得焊接活性大大提高，有效去除了金属氧化膜，提高了焊接润湿性；同时采用醇胺类缓蚀剂防止焊盘的二次氧化，且焊接完成后不腐蚀元器件，绝缘电阻高，避免了焊接后残余物发黑；且树脂软化剂的使用使得残余物不仅牢固且外观清凉透明；该助焊剂能够满足电子工业锡铋低温焊接的要求。

Description

锡铋低温锡丝用无卤素助焊剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种锡丝用无卤素助焊剂，尤其涉及一种锡铋低温锡丝用无卤素助焊剂及其制备方法。

背景技术

近年来随着电子工业的快速发展，无铅锡丝越来越多的得到应用。无铅锡丝合金成分主要以锡铜和锡银铜为主，二者的熔点均高达218℃以上，而在一些特殊领域比如散热器、高频头、防雷元器件、温控元器件的焊接温度不能太高，为此锡铋低温锡丝的应用得到了快速的发展。传统无铅锡丝使用的助焊剂中的活性剂主要为有机酸(如丁二酸、己二酸等)或者有机卤化物(盐酸二甲胺、环己胺盐酸盐等)，但由于其酸性太强，使用于锡铋低温锡丝的焊接时容易产生铋的氧化物，焊点残余物发黑；且由于焊接温度低于200℃，焊接完成后有机酸或者有机卤化物不能得到有效的挥发，残留于松香中，导致表面绝缘电阻提高，产生腐蚀和短路的风险，因此急需一种适用于锡铋低温锡丝的助焊剂。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种锡铋低温锡丝用无卤素助焊剂及其制备方法，该助焊剂焊接时无腐蚀，残余物清亮透明无黑色物产生，润湿性好且绝缘电阻大。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种锡铋低温锡丝用无卤素助焊剂，由以下按所述助焊剂总重量百分比计的各组分组成：

其中所述树脂为聚酰胺树脂、全氢化松香树脂和改性松香树脂中的至少一种，上述树脂在常温下呈固态，焊接后牢固不吸湿，具有良好的保护性能，较好地解决了助焊剂的活性和腐蚀性的矛盾。

其进一步的技术方案为：

所述苯二酸类活化剂为对苯二酸、间苯二酸和邻苯二酸中的至少一种，此类活化剂的酸性较弱，在焊接温度下能够分解、升华或挥发焊后无残留，无腐蚀。

所述咔唑类活性增强剂为咔唑、3-甲基咔唑和3-氨基咔唑中的至少一种，此类活性增强剂与苯二酸类活化剂相互作用，能更好提高苯二酸类活化剂的焊接性能，降低焊料的表面张力，提高焊接效果。

所述醇胺类缓蚀剂为二甲基乙醇胺、二甘醇胺和异丙醇胺中的至少一种，此类缓蚀剂能够有效抑制铜的再次氧化，在焊接或者焊接完成后减少助焊剂对焊盘和元器件的腐蚀。

所述树脂软化剂为氢化松香酸甲酯、十六酸季戊四醇酯和邻苯二甲酸二异癸酯中的至少一种。由于使用了聚酰胺树脂、全氢化松香树脂和改性松香树脂中的至少一种，焊点残余物易碎，加入树脂软化剂后，焊点残余物变得牢固清亮透明，便于焊点的光学检查。

更进一步的技术方案为：

所述聚酰胺树脂优选为VERSAMID 940，所述全氢化松香树脂优选为Foral AX-E，所述改性松香树脂优选为KR610。

本发明还提供了该锡铋低温锡丝用无卤素助焊剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将余量树脂加入反应釜内加热并搅拌至完全熔化；

(2)在150～160℃下加入3～5wt.％苯二酸类活化剂和1～2wt.％咔唑类活性增强剂，搅拌15～30分钟，使其混合均匀，得到预混合物；

(3)向(2)中所得预混合物中加入0.5～1.0wt.％醇胺类缓蚀剂和5～10wt.％树脂软化剂后，将反应釜内抽真空至70毫米汞柱，并搅拌10分钟使其混合均匀，得到所述锡铋低温锡丝用无卤素助焊剂。

本发明的有益技术效果是：本发明所述助焊剂能够满足电子工业锡铋低温焊接的要求，选用苯二酸类活化剂和咔唑类活性增强剂相互配合，使得焊接活性大大提高，有效去除了金属氧化膜，提高了焊接润湿性；同时采用醇胺类缓蚀剂防止焊盘的二次氧化，且焊接完成后不腐蚀元器件，绝缘电阻高，避免了焊接后残余物发黑；且树脂软化剂的使用使得残余物不仅牢固且外观清凉透明。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明。各实施例具体配方如表1所示，且本发明技术方案的助焊剂在焊膏中的含量为1.5～3wt.％，所使用的金属组成为52wt.％和48wt.％。本发明所述助焊剂与市售无铅助焊剂做对比实验。

该锡铋低温锡丝用无卤素助焊剂的制备方法，按照表1中配比以下述步骤进行：(1)将树脂全部加入反应釜内加热并搅拌至完全熔化；(2)在150～160℃下加入3～5wt.％苯二酸类活化剂和1～2wt.％咔唑类活性增强剂，搅拌15～30分钟，使其混合均匀，得到预混合物；(3)向(2)中所得预混合物中加入0.5～1.0wt.％醇胺类缓蚀剂和5～10wt.％树脂软化剂后，将反应釜内抽真空至70毫米汞柱，并搅拌10分钟使其混合均匀，得到所述锡铋低温锡丝用无卤素助焊剂。

其中所述聚酰胺树脂VERSAMID 940购自BASF公司，全氢化松香树脂Foral AX-E购自美国伊士曼公司，改性松香树脂KR610购自日本荒川公司；树脂软化剂中的氢化松香酸甲酯为中国广西梧州日成林产化工有限公司生产，十六酸季戊四醇酯为Sasol North America Inc生产的Ester1605，邻苯二甲酸二异癸酯为ExxonMobil Chemical生产的DIDP。

参照IPC-TM-650测试方法2.6.15确定助焊剂残留物的腐蚀性，观察铜面板是否有腐蚀产生，观察松香残余物是否发清亮透明，是否有黑色残余物产生；参照ICP TM 6502.6.3.3B方法测定表面绝缘电阻；参照ICP TM 6502.4.46的方法测定润湿性。各项实验测试结果见表2。

表1具体实施例

表2具体实施例与对比例测试实验结果

从上述实验测试结果可以看出，实施例1无咔唑类活性剂增强时润湿性较低；实施例2无树脂软化剂时松香残余物有裂纹；实施例3无醇胺类缓蚀剂时残余物有腐蚀性；对比例1、2和3均存在残余物腐蚀、裂纹和残余物发黑的现象；实施例4-9焊接效果较好。因此使用本发明所述的锡铋低温锡丝用助焊剂进行焊接时无腐蚀，残余物清亮透明，无黑色物产生，润湿性好，绝缘电阻大，能满足电子工业低温度焊接要求。

Claims (7)

1.一种锡铋低温锡丝用无卤素助焊剂，其特征在于：由以下按所述助焊剂总重量百分比计的各组分组成：

其中所述树脂为聚酰胺树脂、全氢化松香树脂和改性松香树脂中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的锡铋低温锡丝用无卤素助焊剂，其特征在于：所述苯二酸类活化剂为对苯二酸、间苯二酸和邻苯二酸中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的锡铋低温锡丝用无卤素助焊剂，其特征在于：所述咔唑类活性增强剂为咔唑、3-甲基咔唑和3-氨基咔唑中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的锡铋低温锡丝用无卤素助焊剂，其特征在于：所述醇胺类缓蚀剂为二甲基乙醇胺、二甘醇胺和异丙醇胺中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的锡铋低温锡丝用无卤素助焊剂，其特征在于：所述树脂软化剂为氢化松香酸甲酯、十六酸季戊四醇酯和邻苯二甲酸二异癸酯中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的锡铋低温锡丝用无卤素助焊剂，其特征在于：所述聚酰胺树脂为VERSAMID 940，所述全氢化松香树脂为Foral AX-E，所述改性松香树脂为KR610。

7.权利要求1～6中任一权利要求所述的锡铋低温锡丝用无卤素助焊剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)将余量树脂加入反应釜内加热并搅拌至完全熔化；

(2)在150～160℃下加入3～5wt.％苯二酸类活化剂和1～2wt.％咔唑类活性增强剂，搅拌15～30分钟，使其混合均匀，得到预混合物；

(3)向(2)中所得预混合物中加入0.5～1.0wt.％醇胺类缓蚀剂和5～10wt.％树脂软化剂后，将反应釜内抽真空至70毫米汞柱，并搅拌10分钟使其混合均匀，得到所述锡铋低温锡丝用无卤素助焊剂。